Question

【題目】（1）在298K，100kPa時.CH4的燃燒熱是890.0kJ/mol，寫出該反應的熱化學方程式__________。現有CH4和CO的混合氣體0.75mol，完全燃燒后，生成CO2氣體和18g液態水，共放出QkJ熱量(假定熱量未損失)，則CH4和CO的物質的量的比為__________。

（2）利用甲烷的燃燒反應設計一個燃料電池，用氫氧化鉀溶液作電解質溶液.多孔石墨作電極，在電極上分別通入甲烷和氧氣，通入甲烷氣體的電極上發生的電極反應是___________，當電路中轉移12mol電子時，實際提供的電能是890.0kJ，則該電池的能量轉化效率是__________。

（3）將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中形成如圖裝置：

①當開關K1閉合，則鐵發生電化學腐蝕中的__________腐蝕。

②當開關K2閉合，則總反應的離子方程式為__________。

Answer 1

【答案】（1）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O△H=-890.0kJ/mol；2:1

（2）CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，2/3(或66.7%)

（3）①吸氧；②2C1-+2H2O2OH-+H2↑+C12↑

【解析】

試題分析：（1）在298K時，1mol CH4在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態水，放出熱量890.0kJ，則該反應的熱化學方程式為：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.0kJ/mol；18克液態水的物質的量==1mol，根據H原子守恒可知n(CH4)==0.5mol，故n(CO)=0.75mol-0.5mol=0.25mol，物質的量之比為2:1，故答案為：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.0kJ/mol；2:1；

（2）甲烷失電子發生氧化反應，所以通入甲烷氣體的電極應為負極，甲烷在負極失去電子，堿性條件下生成碳酸根與水，電極反應式為：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，當電路中轉移12mol電子時，實際提供的電能是890.0kJ，則該電池的能量轉化效率為==66.7%，故答案為：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；66.7%；

（3）①當開關K1閉合，構成原電池裝置，則鐵發生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，故答案為：吸氧；

②當開關K2閉合，構成電解池，鐵為陰極，就是電極飽和食鹽水，總反應的離子方程式為2C1-+2H2O2OH-+H2↑+C12↑，故答案為：2C1-+2H2O2OH-+H2↑+C12↑。